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Java精確計算,用BigDecimal來處理int、double、float等之間的計算

1、先看我遇到的問題:計算3乘以4.9的值,正常來說答案應該是14.7,但是如果你用下面的程式碼執行完之後答案是:

package com.acconsys.plugin.test;


public class DoubleTest {

	public static void main(String[] args) {
		int i1 = 3;
		double d1 = 4.9;
		System.out.println(i1);
		System.out.println(d1);
		System.out.println(i1*d1);
	}
}

執行結果如下:

3
4.9
14.700000000000001

可以看到以上答案並不是我們想要的,那麼如果才能得到我們想要的答案呢,一種方法是通過程式碼手動截圖得到答案小數點後面不必要的數字,另一種方法是用Java提供給我們的一個內建類java.math.BigDecimal,來精確計算。

所以如果上面程式碼修改為如下程式碼,可精確計算:

package com.acconsys.plugin.test;

import java.math.BigDecimal;

public class DoubleTest2 {

	public static void main(String[] args) {
		BigDecimal b1 = new BigDecimal(Integer.toString(3));;
		BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(4.9));
		System.out.println(b1);
		System.out.println(b2);
		System.out.println(b1.multiply(b2));
	}
}
執行結果如下:

3
4.9
14.7

關於BigDecimal做以下簡單介紹

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          首先我們先來看如下程式碼示例:

複製程式碼
1 public class Test_1 {
2     public static void main(String[] args) {
3         System.out.println(0.06+0.01);
4 System.out.println(1.0-0.42); 5 System.out.println(4.015*100); 6 System.out.println(303.1/1000); 7 } 8 9 }
複製程式碼

執行結果如下。

0.06999999999999999

0.5800000000000001

401.49999999999994

0.30310000000000004

你認為你看錯了,但結果卻是是這樣的。問題在哪裡呢?原因在於我們的計算機是二進位制的。浮點數沒有辦法是用二進位制進行精確表示。我們的CPU表示浮點數由兩個部分組:指數和尾數,這樣的表示方法一般都會失去一定的精確度,有些浮點數運算也會產生一定的誤差。如:2.4的二進位制表示並非就是精確的2.4。反而最為接近的二進位制表示是 2.3999999999999999。浮點數的值實際上是由一個特定的數學公式計算得到的。

其實javafloat只能用來進行科學計算或工程計算,在大多數的商業計算中,一般採用java.math.BigDecimal類來進行精確計算。

在使用BigDecimal類來進行計算的時候,主要分為以下步驟:

1、用float或者double變數構建BigDecimal物件。

2、通過呼叫BigDecimal的加,減,乘,除等相應的方法進行算術運算。

3、把BigDecimal物件轉換成floatdoubleint等型別。

一般來說,可以使用BigDecimal的構造方法或者靜態方法的valueOf()方法把基本型別的變數構建成BigDecimal物件。

1 BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(0.48));
2 BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(0.48);

對於常用的加,減,乘,除,BigDecimal類提供了相應的成員方法。

1 public BigDecimal add(BigDecimal value);                        //加法
2 public BigDecimal subtract(BigDecimal value);                   //減法 
3 public BigDecimal multiply(BigDecimal value);                   //乘法
4 public BigDecimal divide(BigDecimal value);                     //除法


進行相應的計算後,我們可能需要將BigDecimal物件轉換成相應的基本資料型別的變數,可以使用floatValue()doubleValue()等方法。

下面是一個工具類,該工具類提供加,減,乘,除運算。

複製程式碼
 1 public class Arith {
 2     /**
 3      * 提供精確加法計算的add方法
 4      * @param value1 被加數
 5      * @param value2 加數
 6      * @return 兩個引數的和
 7      */
 8     public static double add(double value1,double value2){
 9         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
10         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
11         return b1.add(b2).doubleValue();
12     }
13     
14     /**
15      * 提供精確減法運算的sub方法
16      * @param value1 被減數
17      * @param value2 減數
18      * @return 兩個引數的差
19      */
20     public static double sub(double value1,double value2){
21         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
22         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
23         return b1.subtract(b2).doubleValue();
24     }
25     
26     /**
27      * 提供精確乘法運算的mul方法
28      * @param value1 被乘數
29      * @param value2 乘數
30      * @return 兩個引數的積
31      */
32     public static double mul(double value1,double value2){
33         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
34         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
35         return b1.multiply(b2).doubleValue();
36     }
37     
38     /**
39      * 提供精確的除法運算方法div
40      * @param value1 被除數
41      * @param value2 除數
42      * @param scale 精確範圍
43      * @return 兩個引數的商
44      * @throws IllegalAccessException
45      */
46     public static double div(double value1,double value2,int scale) throws IllegalAccessException{
47         //如果精確範圍小於0,丟擲異常資訊
48         if(scale<0){         
49             throw new IllegalAccessException("精確度不能小於0");
50         }
51         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
52         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
53         return b1.divide(b2, scale).doubleValue();    
54     }
55 }
複製程式碼